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藍(lán)牙低功耗和行業(yè)最低功耗的BLE 5.0 RSL10

 

憑借固有的高能效和易于與智能手機互聯(lián)的優(yōu)勢，藍(lán)牙低功耗技術(shù)是IoT的首選短距無線協(xié)議。如安森美半導(dǎo)體的無線電系統(tǒng)單芯片(SoC)RSL10，支持BLE 5.0，采用384 kB閃存，雙核處理器（ARM Cortex-M3 處理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系統(tǒng)），在深度睡眠模式和接收模式的功耗分別低至62.5 nW和7 mW，支持固件空中升級(FOTA)，采用不同的封裝可為多領(lǐng)域IoT應(yīng)用提供行業(yè)最低功耗。RSL10 SIP把完整的天線方案、電源管理、時鐘晶振單元以及其他無源器件集成到一個6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中，無需額外RF設(shè)計，即插即用，易于設(shè)計導(dǎo)入到任何智能無線互聯(lián)應(yīng)用中，且通過了美國、歐洲、日本等多國認(rèn)證體系。RSL10是安森美半導(dǎo)體各種BLE方案的核心器件。

 

智能家居及建筑

 

1. RSL10 Mesh平臺賦能智能建筑、工業(yè)IoT和資產(chǎn)跟蹤低功耗藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

 

藍(lán)牙低功耗網(wǎng)格規(guī)范內(nèi)置了多層加密的安全性。適當(dāng)部署的藍(lán)牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可覆蓋比傳統(tǒng)的點對點(P2P)藍(lán)牙通信更長的距離，因為節(jié)點可以通過將數(shù)據(jù)包中繼到傳輸節(jié)點范圍之外的目標(biāo)節(jié)點來執(zhí)行消息傳遞。這使以前藍(lán)牙技術(shù)無法實現(xiàn)的各種應(yīng)用成為可能。安森美半導(dǎo)體的RSL10 Mesh平臺幫助大大加快網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，以更快地部署節(jié)點，推進(jìn)性能極限。該平臺基于RSL10 SIP，含兩個RSL10 Mesh節(jié)點和一個聯(lián)接到Strata Developer Studio™（高度直觀的評估和研發(fā)工具）的Strata網(wǎng)關(guān)、用于監(jiān)測溫度和環(huán)境光以及磁場檢測的多個環(huán)境傳感器、LED指示器、三路LED驅(qū)動器、電池充電器，配以基于Eclipse的集成開發(fā)環(huán)境、用于預(yù)配、配置和控制低功耗藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的移動應(yīng)用程序，以及符合藍(lán)牙特別興趣小組(Bluetooth SIG)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件包。

 

圖1：RSL10 Mesh平臺

 

2. 互聯(lián)照明平臺賦能智能樓宇降低能耗

 

高能效和模塊化是互聯(lián)照明最重要的兩個因素。安森美半導(dǎo)體的互聯(lián)照明平臺是極高能效的模塊化平臺，滿載時能效超過90%，支持多種聯(lián)接，包括BLE、以太網(wǎng)供電(PoE)和Zigbee Green Power。它提供高達(dá)90瓦的輸出功率，并提供兩個獨立的通道，每個通道都可提供和控制多達(dá)16個LED。其聯(lián)接模塊基于RSL10系統(tǒng)級封裝(RSL10 SIP)，提供低功耗LED無線控制選項，包括開/關(guān)、調(diào)光和編程。安森美半導(dǎo)體提供集成的開發(fā)環(huán)境(IDE)、各種用例和移動應(yīng)用程序等全面的軟件工具支援。

 

圖2：互聯(lián)照明平臺

 

3. 3D感知訪問控制和安全平臺：用于智能可視門鈴

 

這方案基于安森美半導(dǎo)體的AR0237IR圖像傳感器，最顯著的優(yōu)勢是用單顆傳感器替代通常需要黑白加彩色兩顆傳感器才能完成的識別。AR0237IR同時捕獲可見光圖像和紅外圖像以進(jìn)行深度感知，及反欺詐和3D識別等先進(jìn)算法，在各種光照條件下也提供好的靈敏度，并支持高動態(tài)范圍(HDR)，用于智能門禁控制和智能視頻安防等應(yīng)用。

 

4. 超低功耗BLE相機：用于自動抄表

 

這方案基于安森美半導(dǎo)體的RSL10和超低功耗高速CMOS圖像傳感器ARX3A0，在創(chuàng)新的‘超低功耗’模式下，整個系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，傳感器可以實現(xiàn)每秒一幀輸出的功耗不到3 mW。除了用于自動抄表，若結(jié)合顏色傳感器還可用于停車系統(tǒng)。

 

5. Wi-Fi

 

安森美半導(dǎo)體具備領(lǐng)先的Wi-Fi技術(shù)如波束成形、8x8多用戶多入多出(MU-MIMO)等，還提供先進(jìn)的參考設(shè)計Spartan，加速硬件交付的上市時間。Spartan為經(jīng)授權(quán)的原始設(shè)備制造商(OEM)和原始設(shè)計制造商(ODM)提供產(chǎn)品設(shè)計文檔、板制造文檔、產(chǎn)品外殼文檔，為便于OEM和ODM定制，還提供通用預(yù)測試固件和軟件開發(fā)套件(SDK)，幫助OEM和ODM降低成本，加快產(chǎn)品上市。

 

Spartan產(chǎn)品線有幾種不同的組合，有符合Wi-Fi 6的Spartan 5XL，用于Wi-Fi路由器和通用Mesh等；有符合Wi-Fi 5的Spartan Essential，用于Wi-Fi Mesh、擴(kuò)展器、通用中繼器等，相比大多數(shù)Mesh方案，Spartan Essential提供更廣無線覆蓋范圍，更多設(shè)備支持和更少的接入點；有符合Wi-Fi 6的Spartan路由器，用于高性能12流Wi-Fi路由器等，基于QSR10GU-AX芯片組以及NXP的LS1043A 1.6GHz四核網(wǎng)絡(luò)處理器，為OEM提供了無與倫比的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量，性能水平能滿足苛刻應(yīng)用如4K視頻流、在線游戲、云同步，并聯(lián)接越來越多的智能家居產(chǎn)品，將一流的Wi-Fi 6路由器加速部署到零售和服務(wù)提供商市場。

 

工業(yè)IoT

 

高分辨率X-Cube系統(tǒng)：用于29 x 29 mm2相機設(shè)計

 

X-Cube參考設(shè)計是個完整的系統(tǒng)方案，基于X-class圖像傳感器系列，在1.1英寸光學(xué)格式提供1600萬像素分辨率，先進(jìn)的全局快門成像，高性能、低噪聲、低功耗，提供用于機器視覺和智能交通系統(tǒng)(ITS)的29 mm x 29 mm工業(yè)相機占位所需的成像細(xì)節(jié)和性能，且系列架構(gòu)使一種設(shè)計支持多種分辨率，幫助加快開發(fā)。

 

資產(chǎn)監(jiān)控、個人IoT、醫(yī)療

 

1. 多功能BLE Beacon用于信標(biāo)的廣播信息推送、資產(chǎn)跟蹤、冷鏈運輸管理及疫情位置跟蹤等

 

從預(yù)測性維護(hù)到工廠自動化，工業(yè)IoT應(yīng)用將充分利用跟蹤和監(jiān)視資產(chǎn)、分析數(shù)據(jù)以及在與云服務(wù)器之間運行人工智能(AI)算法的能力。出于對這些應(yīng)用安全性的考慮，安森美半導(dǎo)體已通過生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴與IoT方案公司tatwah sa和領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)安全供應(yīng)商WISeKey合作，提供基于RSL10無線電的IoT安全信標(biāo)(IoT Secure Beacon)。這Beacon具有超低功耗，由紐扣電池供電，結(jié)合一些傳感器可進(jìn)行模塊化配置，而且它是節(jié)點到云的方案，并采用數(shù)字簽名驗證機制以確保數(shù)據(jù)的安全。

 

圖3：多功能BLE Beacon

 

2. BLE汽車無匙進(jìn)入(PEPS)

 

在汽車上部署車規(guī)級NCV-RSL10節(jié)點，車主可以通過手機來替代車鑰匙，實現(xiàn)無鑰匙進(jìn)入、無鑰匙啟動功能，備用的車鑰匙里面也是NCV-RSL10來實現(xiàn)，超低功耗且方便便捷。

 

3. 超低功耗BLE音頻傳輸

 

RSL10可作為BLE芯片通過安森美半導(dǎo)體的協(xié)議傳輸音頻流，用于對講機、遠(yuǎn)程麥克風(fēng)、BLE助聽器、教學(xué)耳機等應(yīng)用，具有低功耗、降噪、支持CELT,G.722編解碼、拾音等特點。

 

4. 語音控制的藍(lán)牙音箱

 

該方案使用由LC823455（低功耗和高分辨率音頻處理系統(tǒng)SoC）控制的4個ONA10IV和1個ONA40A D類放大器，能夠通過藍(lán)牙串流音樂，并響應(yīng)語音命令，還使用LC717A10AR電容式觸摸傳感器，用于手動控制音量、靜音、播放、暫停和下一首曲目，以及LV52511MN線性24通道LED驅(qū)動器，用于控制LED的工作。

 

5. BLE連續(xù)血糖儀(CGM)

 

基于安森美半導(dǎo)體的模擬前端(AFE)和BLE的SoC或SiP，可開發(fā)出體積更小、功耗更低、性能更穩(wěn)定的CGM，提供超低功耗的BLE 5.0、5.2連接方案，極具特色的AFE無縫對接客戶的探針傳感器，高中低各個層次的AFE+BLE單芯片CGM方案適應(yīng)不同方案需求。

 

節(jié)點到云的設(shè)計平臺

 

1. 阿里 IoT 云平臺設(shè)備間通信(M2M)演示套件

 

靈活及快速的原型，簡單配置即可接入阿里IoT云平臺，超低功耗，提供發(fā)布、訂閱功能。

 

圖4：阿里IoT云平臺M2M演示套件

 

2. BLE 5.0電子標(biāo)簽演示套件(ETAG)

 

該靈活、快速原型采用RSL10和電子墨水，超低功耗，可廣泛用于電子價格標(biāo)簽、智能公告牌、智能胸卡、智能可穿戴計算等應(yīng)用。

 

圖5：BLE 5.0 ETAG

 

3. 基于RSL10的傳感器開發(fā)套件加快開發(fā)

 

RSL10傳感器開發(fā)套件和RSL10太陽能電池多傳感器平臺，結(jié)合尖端智能傳感器技術(shù)及RSL10，并具備所需的所有固件、軟件以及移動和與云相關(guān)的功能，開箱即用，實現(xiàn)具有持久電池使用壽命甚至完全由太陽能供電的免電池的IoT應(yīng)用，包括智能家居和樓宇自動化如暖通空調(diào)(HVAC)控制、窗戶/門傳感器和空氣質(zhì)量監(jiān)測、資產(chǎn)跟蹤如包裹打開/關(guān)閉檢測、沖擊監(jiān)測及溫度和濕度數(shù)據(jù)記錄等。

 

4. RSL10能量采集開關(guān)：適用于任何需要能量采集的應(yīng)用

 

RSL10能量采集開關(guān)集成RSL10 SIP和采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的高能效能量采集開關(guān)，支持從開關(guān)的振動中采集足夠的能量，免電池，免維護(hù)，適用于照明控制等需要能量采集的應(yīng)用。

 

5. 藍(lán)牙IoT開發(fā)套件(B-IDK)：易于開發(fā)低功耗無線應(yīng)用

 

B-IDK促成環(huán)境控制、智能照明、安防、可穿戴等邊緣到云應(yīng)用的快速原型構(gòu)建和開發(fā)。它基于RSL10，具有超低功耗優(yōu)勢，可配置的移動應(yīng)用程序支持云互聯(lián)，兼容AWS、Azure、Bluemix或自定義云服務(wù)，易于聯(lián)接到其它IDK子板，含全系列感知選項（距離，運動，觸摸）和控制（雙LED，步進(jìn)電機，無刷DC），提供可即用的簡單代碼。

 

6. RSL10 RGB LED照明：用于汽車尾燈、氛圍燈、儀表背光和智能家居照明

 

這RSL10 RGB LED評估板SECO-NCV7685RGB-GEVB即插即用，可通過智能手機設(shè)定藍(lán)牙控制動畫模式，16RGB LED（48通道），每通道可編程驅(qū)動電流最大至60mA，輸出頻率150、300、600、1200Hz可選，集成診斷及保護(hù)功能，內(nèi)置應(yīng)用編程接口(API)，加速固件設(shè)計周期。

 

7. Strata Developer Studio™：全面的研發(fā)、評估和設(shè)計工具

 

Strata是云聯(lián)接的開發(fā)平臺，提供現(xiàn)成的設(shè)計方案和先進(jìn)的支援能力，包括一插即用的系統(tǒng)、統(tǒng)一的軟件及配套文檔、自動更新和警告，讓工程師在無縫、個性化和安全的環(huán)境中享用安森美半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和評估。如Strata賦能的LED評估板STR-4LED-SOL-EVAL-EVK，實現(xiàn)完全控制和遙測，加快和簡化汽車照明、消費照明、轉(zhuǎn)向指示器、儀表盤背光的開發(fā)。

 

總結(jié)

 

安森美半導(dǎo)體提供全面的聯(lián)接、感知、高能效電源管理、控制和保護(hù)等構(gòu)建模塊和可配置的節(jié)點到云的平臺，攜手生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴，推動未來智能家居和建筑、工業(yè)IoT、個人IoT、智慧醫(yī)療、資產(chǎn)監(jiān)控等IoT細(xì)分領(lǐng)域的創(chuàng)新，提升用戶體驗，打造更綠色、更互聯(lián)的世界。

 

 

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